蛋白質結構基礎，是由胺基酸，肽單位組成的生物結構。
基本介紹
- 中文名：蛋白質結構基礎
- 基本化學組件：胺基酸 肽單位
- 胺基酸的結構：共同的化學結構
- 學科：生物
基本化學組件,胺基酸的結構,胺基酸的構型,胺基酸的構型,空間結構組件,環肽鏈的意義,空間結構層次,
基本化學組件
胺基酸 amino
肽單位 peptide unit
胺基酸的結構
共同的化學結構（除甘氨酸、脯氨酸）
胺基酸的構型
構型configuration：一個分子中原子的特定空間排布（L-型的單一手性分子）
構型轉化時必須有共價鍵的斷裂和重新形成
不同構型分子除鏡面操作外不能以任何方式重合
化學上可以分離，不可由單鍵旋轉相互轉換
胺基酸的構型
構象conformation：組成分子的原子或基團繞單鍵旋轉而形成的不同空間排布
構象轉化時不需要共價鍵的斷裂和重新形成
化學上難以區分和分離
空間結構組件
α 螺旋α helix
β摺疊 βsheet
轉角 turn
環肽鏈 loop
其他螺旋
2.β-strand
β摺疊的結構特點
（1）β摺疊片也是一種重複性的結構。
（2）氫鍵是在片層間而不是片層內形成。
β摺疊的結構特點
混合型
轉角（turn)
β轉角(β-turn)
由四個AA組成;
第一個AA的 -C=O 和第四個AA的 –N-H 之間形成氫鍵
一個不很穩定的環狀結構。
β轉角結構特點
（1）一種非重複性結構。
（2）某些胺基酸如Pro和Gly經常在β轉角中存在。
（3）多數都處在蛋白質分子的表面，在球狀蛋白質中多見。
γ轉角(γ-turn)
由3個AA構成的轉角
環肽鏈的意義
連線二級結構元素的主要結構因素
環鏈區常常出現在生物活性位置
環肽鏈結構庫——用於結構預測和模建
空間結構層次
一級結構primary structure
多肽鏈中胺基酸的排列順序，二硫鍵的數目和排列方式
二級結構secondary structure
多肽鏈主鏈骨架中的若干肽段，各自沿著某個軸盤旋或摺疊，並以氫鍵維繫，從而形成有規則的構象
不涉及胺基酸殘基的側鏈構象。
α-螺旋 （α-helix）
β-摺疊 (β-sheet)
β-轉角 (β-turn)
γ -轉角 (γ -turn)
無規則捲曲（random coil）
主鏈骨架
模體（motif）
介於二級結構和三級結構之間的空間結構
指相鄰的二級結構單元組合在一起，彼此相互作用，排列形成規則的、在空間結構上能夠辨認的二級結構組合體，並充當三級結構的構件（block building）
其基本形式有αα、βαβ和βββ等。
結構域domain
是在二級結構或超二級結構的基礎上形成三級結構的局部摺疊區，它是相對獨立的緊密球狀實體。
特點是在三維空間可以明顯區分和相對獨立，並且具有一定的生物功能如結合小分子。
模體（motif）是結構域的亞單位
通常由2～3二級結構單位組成，一般為α螺旋、β摺疊和環（loop）。
結構域的特點
（1）結構域是球狀蛋白質的獨立摺疊單位。
對一些較小的球狀蛋白質分子來說，結構域和三級結構是一個意思。
例如紅氧還蛋白，核糖核酸酶、肌紅蛋白等。
結構域的特點
（2）對於較大的球狀蛋白質或亞基，其三級結構往往由兩個或多個結構域締合而成。
結構域的特點
（3）結構域有時也指功能域
酶活性中心常位於結構域之間。
結構域的類型
結構域基本類型數目有限。根據其所含的二級結構種類和組合方式，結構域大體可分為4類：
反平行α螺旋結構域(全α—結構)、
平行或混合型β摺疊片結構域(α，β—結構)、
反平行β摺疊片結構域(全β—結構)
富含金屬或二硫鍵結構域(不規則小蛋白結構)
結構域的生物學意義
相當多的結構域都具有局部而不完全的功能。
結構域的間隙部位往往是蛋白質的功能部位。
多結構域蛋白質的活性是不同結構域的活性的總和，但絕不是機械的加和。
結構域的相互作用會導致整個蛋白質分子的變構效應。
三級結構tertiary structure
在各種二級結構的基礎上再進一步盤曲或摺疊形成具有一定規律的三維空間結構
由二級結構元件、模體和結構域構成
包括相距較遠的肽段之間的幾何相互關係和側鏈在三維空間中彼此間的相互關係。
三級結構是由胺基酸的長程順序決定
維繫力有氫鍵、疏水鍵、離子鍵和范德華力等。
